淺析水利水電工程中地質(zhì)勘察問題

劉凡熙

摘 要：分析水利水電工程地質(zhì)勘察過程中存在的問題，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章主要闡述水利水電勘察中地下水引起的巖土工程危害，水利水電工程地質(zhì)勘查中對(duì)水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容以及各種勘測技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；水文；地質(zhì)勘察

水利水電工程地質(zhì)勘察的目的和任務(wù)是：查明工程建筑物地區(qū)的工程地質(zhì)條件，分析預(yù)測可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)問題，充分利用有利的地質(zhì)條件，避開或改造不利的地質(zhì)因素；水文地質(zhì)勘察的目的和任務(wù)是查明地下水的形成、分布規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上對(duì)地下水資源做出水量與水質(zhì)評(píng)價(jià)。

1 地下水對(duì)巖土工程的危害介紹

地質(zhì)勘察對(duì)水利水電工程有非常重要的影響，地下水作為巖石土體的組成部分之一，不但會(huì)影響建筑項(xiàng)目場地地基層的巖土體性，還會(huì)影響水利水電工程建筑地基的穩(wěn)定性和持久性。因此在進(jìn)行勘察中不能忽視水文地質(zhì)問題，要深入分析，不能只做一般性的評(píng)價(jià)，否則會(huì)影響水利水電工程的順利開展。

地下水在巖土體中有不同的存在方式：按埋藏條件分為上層滯水、潛水、承壓水；按含水層空隙性質(zhì)分為孔隙水、裂隙水、巖溶水。地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用都會(huì)引起巖土工程的危害，可分為三種方式：

一是水位上升引起的巖土工程危害。二是地下水位下降引起的巖土工程危害。三是地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害。

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的膨脹收縮變形，當(dāng)?shù)叵滤禃r(shí)，會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致地裂引起構(gòu)筑物特別是輕型構(gòu)筑物的變形、崩塌破壞。

地下水在天然狀態(tài)下的動(dòng)水壓力作用比較微弱，一般不會(huì)造成什么危害，但在人為工程活動(dòng)中，如抽取地下水、修建水庫等行為改變了地下水天然動(dòng)力平衡條件，移動(dòng)的動(dòng)水壓力通常會(huì)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

2 水利水電工程對(duì)水文地質(zhì)勘察評(píng)價(jià)內(nèi)容

很多水利水電工程企業(yè)在進(jìn)行水利水電工程地質(zhì)勘察時(shí)，在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上和施工基礎(chǔ)上沒有深入評(píng)價(jià)水文地質(zhì)對(duì)巖土工程的影響，導(dǎo)致許多工程的質(zhì)量受到威脅，造成下沉或開裂的的后果，因此，水利水電工程的勘察中一定要加強(qiáng)做好水文地質(zhì)的研究和詳細(xì)評(píng)價(jià)，提出預(yù)防及治理措施的建議。其對(duì)水利水電工程水文地質(zhì)勘察中的評(píng)價(jià)內(nèi)容有如下：

從巖層、構(gòu)造、地貌等方面闡述區(qū)域的水文地質(zhì)特征及其一般規(guī)律，根據(jù)地下水的分布、類型、及其與地表徑流的關(guān)系、水化學(xué)類型進(jìn)行評(píng)價(jià)。

應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物及建筑物基礎(chǔ)的作用和影響；對(duì)可能產(chǎn)生的巖土工程危害進(jìn)行預(yù)測，并提出防治措施。消除地下水對(duì)工程建設(shè)的負(fù)面影響。

水利水電工程勘察中還應(yīng)根據(jù)建筑物及建筑物地基類型的需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)問題，進(jìn)行選型，提供所需的水文地質(zhì)資料。

對(duì)地下水的天然狀態(tài)進(jìn)行查明，并分析預(yù)測地下水在人為工程活動(dòng)中的會(huì)發(fā)生的變化情況，及對(duì)巖土體和建筑物的反作用。

按地下水對(duì)水利水電工程的作用與影響，提出不同條件下的地質(zhì)問題。

3 水利水電工程地質(zhì)勘察技術(shù)與應(yīng)用

近年來，我國在水利水電工程勘察技術(shù)手段獲得了飛速發(fā)展，從深度、廣度及精度上都獲得了巨大的進(jìn)步，其主要的技術(shù)手段及應(yīng)用如下：

3.1 工程地質(zhì)測繪

工程地質(zhì)測繪是運(yùn)用地質(zhì)學(xué)的理論和方法，通過野外調(diào)查和綜合研究勘察場區(qū)的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良物理地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)條件等，并將它們填繪在適當(dāng)比例尺的地形圖上，為下一步布置勘探孔、試驗(yàn)及長期觀測工作打下基礎(chǔ)。工程地質(zhì)測繪的比例尺主要取決于不同的設(shè)計(jì)階段。工程地質(zhì)測繪使用的地形圖必須是符合精度要求的同等或大于工程地質(zhì)測繪比例尺的地形圖。圖件的精度和詳細(xì)程度，應(yīng)與地質(zhì)測繪比例尺相適應(yīng)。在圖上，大于2mm的地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)盡量反映，寬度不足2mm的重要工程地質(zhì)單元，如軟弱夾層、斷層等，要擴(kuò)大比例尺表示，并注示其實(shí)際數(shù)據(jù)。地質(zhì)界線誤差，一般不超過相應(yīng)比例尺圖上的2mm。

3.2 水文地質(zhì)測繪

水文地質(zhì)測繪是通過對(duì)地質(zhì)、地貌、第四紀(jì)沖洪積物、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地下水的調(diào)查，填繪出水文地質(zhì)圖，查明勘察場區(qū)內(nèi)地下水形成與分布的基本規(guī)律，在此基礎(chǔ)上做出初步的開發(fā)利用遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)，并對(duì)區(qū)內(nèi)存在的水文地質(zhì)問題等提出防治措施。

3.3 工程地質(zhì)勘探

工程地質(zhì)勘探是在工程地質(zhì)測繪的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明地下工程出現(xiàn)的問題和取得較深入的資料。主要有工程鉆探、工程物探、坑探、遙感技術(shù)等。

3.3.1 工程鉆探。鉆探是指為了鑒別和劃分地層，用鉆機(jī)從地表向地下鉆進(jìn)，在地層中形成圓柱形鉆孔。鉆探是水利水電工程勘察中最基礎(chǔ)的一種方法，應(yīng)用廣泛。鉆探通過鉆孔采取不同深度的巖芯可直觀地確定地層巖性，地質(zhì)構(gòu)造，巖體風(fēng)化特征等，從而判斷地質(zhì)情況，查明地下水的類型。從鉆孔中取出的巖石、土樣可進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，用以測定巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)和指標(biāo)。利用鉆孔可進(jìn)行工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及灌漿試驗(yàn)、長期觀測工作及地應(yīng)力測量等。地質(zhì)人員在鉆探過程中應(yīng)根據(jù)鉆探質(zhì)量要求，認(rèn)真記錄鉆探中出現(xiàn)的各種地質(zhì)現(xiàn)象；對(duì)于像砂礫石層、軟弱夾層、滑坡等特殊地段，應(yīng)選擇合理的鉆探方法以保證成果能夠真實(shí)反映該地段的地質(zhì)條件。

3.3.2 工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的簡稱，它是以地下巖土層（或地質(zhì)體）的物性差異為基礎(chǔ)，通過儀器觀測自然或人工物理場的變化，確定地下地質(zhì)體的空間展布范圍（大小、形狀、埋深等）并可測定巖土體的物性參數(shù)，達(dá)到解決地質(zhì)問題的一種物理勘探方法。巖層有不同的物理性質(zhì)，物探應(yīng)用觀測儀器來測量勘探區(qū)的物理參數(shù)，如導(dǎo)電性、彈性、磁性、密度等參數(shù)。工程物探主要有以位場理論為基礎(chǔ)的重力場勘探、磁場勘探、直流電場勘探等，以及以波動(dòng)理論為基礎(chǔ)的地震波勘探、電滋波勘探等。

3.3.3 坑探?？犹绞侵赣猛诳臃绞接^察地層地質(zhì)情況的作業(yè)。其特點(diǎn)是勘察人員能直接觀察到地質(zhì)結(jié)構(gòu)，便于素描，且準(zhǔn)確可靠。對(duì)研究斷層破碎帶、軟弱泥化夾層和滑動(dòng)面（帶）等的空間分布特點(diǎn)及其工程性質(zhì)等有重要意義。坑探主要包括探坑、探槽、淺井、豎井、斜井、平洞等。由于坑探人員能夠直接深入地進(jìn)行觀察，記錄，揭示地質(zhì)現(xiàn)象，且對(duì)地質(zhì)體擾動(dòng)較小，可以不受限制地采取原狀結(jié)構(gòu)試樣，并可用來做現(xiàn)場大型試驗(yàn)，所以坑探在水利水電項(xiàng)目中作為一種輔助勘察手段被廣泛使用。

3.3.4 遙感技術(shù)。遙感技術(shù)是通過對(duì)信息的分析、研究，確定目標(biāo)物屬性和相互關(guān)系的一種技術(shù)，它從遠(yuǎn)處探測、感知物體或事物而不直接接觸目標(biāo)物或現(xiàn)象而搜集信息，在水利水電勘察中也應(yīng)用較為廣泛。遙感技術(shù)根據(jù)遙感平臺(tái)高度的不同，一般分為地面遙感、航空遙感和航天遙感共3大類。按探測電磁波的工作波段分類，可分為可見光遙感、紅外遙感、微波遙感等。

遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì)：（1）感測范圍大，具有綜合、宏觀的特點(diǎn)（大面積同步觀測）。（2）信息量大，具有手段多，技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)。（時(shí)效性）。（3）獲取信息快，更新周期短，具有動(dòng)態(tài)監(jiān)測特點(diǎn)。（數(shù)據(jù)的綜合性和可比性）

4 結(jié)束語

水利水電工程中的地質(zhì)勘探是惠民利民的基礎(chǔ)性工程，在預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害、工程初期設(shè)計(jì)方面都起著重要的作用，地質(zhì)人員要查明工程項(xiàng)目區(qū)域的地質(zhì)問題，評(píng)價(jià)和分析地下水對(duì)巖土體和建筑的影響，采用最佳的勘察技術(shù)，制定高效、合理的勘察方案，為工程設(shè)計(jì)和施工提供詳細(xì)準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，消除或降低各種地質(zhì)問題對(duì)水利水電工程建設(shè)的不利影響，保證水利水電工程的順利開展。

參考文獻(xiàn)

[1]楊連生.水利水電工程地質(zhì)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2004.

[2]李榮偉，侯恩科.水利水電工程地質(zhì)勘測的主要方法及其發(fā)展[J].四川水力發(fā)電，2007（12）.